为什么水分活度与含水量之间的关系被称为吸湿等温线
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/11/28 16:54:05
为什么水分活度与含水量之间的关系被称为吸湿等温线
为什么水分活度与含水量之间的关系被称为吸湿等温线
为什么水分活度与含水量之间的关系被称为吸湿等温线
吸湿等温曲线
一、定义及测定方法
定义：在恒定温度下,食品的水含量（以g水/g干物质表示）对其活度形成的曲线称为等温吸湿曲线（MSI）.
大多数食品或食品原料的吸湿等温线为S型,而水果、糖制品、含有大量糖和其他可溶性小分子的咖啡提取物等食品的吸湿等温线为J型.如图（略）：
测定方法：在恒定温度下,改变食品中的水分含量,测定相应的活度,以水分含量为纵轴、Aw为横轴画出曲线.
二、MSI中的分区
一般的MSI均可分为三个区
Ⅰ区：为构成水和邻近水区,即与食品成分中的羧基、氨基等基团通过氢键或静电引力相互结合的那部分水.由于这部分水比较牢固的与非水成分结合,因此aw较低,一般在0～0.25之间,相当于物料含水量0～0.07g/g干物质.这种水不能作为溶剂而且在-40℃不结冰,对固体没有显著的增塑作用,可以简单的看作固体的一部分.要注意的是,一般把Ⅰ区和Ⅱ区交界处的水分含量称为食品的“单分子层”水含量,这部分水可看成是在干物质可接近的强极性基团周围形成一个单分子层所需水量的近似值.
Ⅱ区：多层水区,即食品中与酰胺基、羧基等基团和结合水、邻近水以水－溶质、水－水以氢键和缔合作用被相对固定的水,也包括直径小于1μm的毛细管的水；这部分水的aw一般在0.25～0.8之间,相当于物料含水量在0.07g/g干物质至0.14～0.33g/g干物质.当食品中的水分含量相当于Ⅱ区和Ⅲ区的边界时,水将引起溶解过程,它还起了增塑剂的作用并且促使固体骨架开始溶胀.溶解过程的开始将促使反应物质流动,因此加速了大多数的食品化学反应.
Ⅲ区：自由水区,aw在0.0.99之间,物料最低含水量在0.14～0.33 g/g干物质,最高为20g/g干物质.这部分水是食品中与非水物质结合最不牢固、最容易流动的水,也称为体相水.其蒸发焓基本上与纯水相同,既可以结冰也可作为溶剂,并且还有利于化学反应的进行和微生物的生长.在凝胶和细胞体系中,体相水以物理的方式被截留,其宏观流动性受到影响,但它与稀盐溶液中水的性质相似.
按照吸湿等温线将食品中所含的水分作三个区,对于食品中水的应用及防腐保鲜具有重要的意义.但也要理解,这种分区是相对的.因为除化学吸附结合水外,等温线每一个区间内和区间与区间之间的水都可以发生交换.另外,向干燥物质中增加水虽然能够稍微改变原来所含水的性质,即基质的溶胀和溶解过程,但是当等温线的区间Ⅱ增加水时,区间Ⅰ水的性质几乎保持不变；同样在区间Ⅲ内增加水,区间Ⅱ的性质也几乎保持不变.从而说明,食品中结合得最不牢固的那部分水对食品的稳定起着重要的作用.